ПИД управление, для совсем чайника Опции

[Alexander2013]

Доброе время суток. Не знаю, в ту ветку пишу, или не в ту...
Не мог бы кто-нибудь поделиться алгоритмом ПИД-регулятора, объяснить "на пальцах" так сказать
Задача - позиционирование.
Заранее спасибо.

[Methane]

Доброе время суток. Не знаю, в ту ветку пишу, или не в ту...
Не мог бы кто-нибудь поделиться алгоритмом ПИД-регулятора, объяснить "на пальцах" так сказать
Задача - позиционирование.
Заранее спасибо.

http://en.wikipedia.org/wiki/PID_controller

[Alexander2013]

И в гугле был, и википедии тоже, если это обсуждалось на форуме неоднократно, то покажите, если несложно, где

[Tanya]

И в гугле был, и википедии тоже, если это обсуждалось на форуме неоднократно, то покажите, если несложно, где

Совсем непонятно, о чем же Вы спрашиваете?
На форуме работает поиск...

[Alexander2013]

Дело в том что с регуляторами не работал. Вообще.
Я конечно уловил суть что:

1. Пропорциональное звено выдает задание пропорционально рассогласованию между заданым и фактическим значением, здесь вроде ясно.
2. Интегрирующее звено суммирует площади "фигуры", ограниченной заданной и фактической величиной.

Если с пропорциональным звеном "размерность" понятна: заданию 100% будет соответствовать раность между максимальным желаемым и "0" к примеру, то с интегратором с "размерностью" у меня полная неясность.

[Tanya]

, то с интегратором с "размерностью" у меня полная неясность.

Размерность будет соответствовать... В этом случае - рассогласование, умноженное на время, для дифференциального звена - деленное.
Но две константы с размерностью "время" выправляют недоумение.

[Alexander2013]

Простите, не понял...

[Палыч]

Простите, не понял...

Речь идет о том, что коэффициенты, стоящие перед соответствующими слагаемыми имеют "размерность", приводящую каждое из слагаемых к требуемой "размерности".

[Alexander2013]

Спасибо за ответы, если не сложно, не могли бы пояснить на примере этого рисунка? (набросал в силу своего понимания)
Если Р в данной точке составляет 25%, то сколько % составляет I?

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Guest_TSerg_*]

Если Вам здесь все непонятно, то помочь пока нечем:

http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%98%...%82%D0%BE%D1%80

P.S.
Для систем позиционирования ПИД далеко не панацея, там полезнее многоконтурные САР.

[Alexander2013]

Я правильно понял что для интегратора в момент времени Т, к примеру, (рисунок) нужно умножать площадь S1 на 1/Т?

Эскизы прикрепленных изображений

 

[XVR]

Я правильно понял что для интегратора в момент времени Т, к примеру, (рисунок) нужно умножать площадь S1 на 1/Т?

Нет, на 1/T ничего умножать не нужно. А вот про знак интеграла забывать не нужно - у вас S1-S3,S5 должны быть отрицательные, а S4 и S6 - положительные. Кроме того, нужно не забыть, что интегральная составляющая считается непрерывно, а не за отдельные интервалы времени. Например, в момент времени 100 ваша интегральная составляющая будет S1+S2+S3

[Tanya]

Нет, на 1/T ничего умножать не нужно.

А если график перерисовать - изменить по оси ординат минуты на секунды, дни... столетия?

[Alexander2013]

Да, да, конечно, про положительные и отрицательные площади понятно. Поясните пожалуйста здесь следующее, если не трудно:
1. В момент времени Т пропорциональная часть равна 70-50=20 (пусть это будут проценты %) S1 в размерности графика будет 3500 (у.е.). Понять не могу пока, как данные у.е. привести к процентам.


XVR: "у вас S1-S3,S5 должны быть отрицательные, а S4 и S6"
И да: почему не наооборот? S1-S3,S5+, S4 и S6"-?

Сообщение отредактировал Alexander2013 - Aug 7 2013, 09:45

[XVR]

А если график перерисовать - изменить по оси ординат минуты на секунды, дни... столетия?

Изменится коэффициент перед И(интегральной) частью в ПИД формуле, но деление на текущее значение времени все равно не появится

Да, да, конечно, про положительные и отрицательные площади понятно. Поясните пожалуйста здесь следующее, если не трудно:
1. В момент времени Т пропорциональная часть равна 70-50=20 (пусть это будут проценты %) S1 в размерности графика будет 3500 (у.е.). Понять не могу пока, как данные у.е. привести к процентам.

У вас в формуле ПИД регулятора перед каждой частью стоят коэффициенты.

- Kp, Ki, Kd. Подбирайте их так, что бы соответствующие части (П/И/Д) брались прямо в том виде, как они у вас вычисляются (в ваших уе).

Т.е. берете И часть в виде 3500 (из вашего примера). Если у вас изменятся масштабы времени (или единиц отсчета), и ваши 3500 уе превратятся в 350 уе (к примеру) - увеличите Ki в 10 раз

XVR: "у вас S1-S3,S5 должны быть отрицательные, а S4 и S6"
И да: почему не наооборот? S1-S3,S5+, S4 и S6"-?

Это зависит от того, что у вас на графике. Вы должны интегрировать разницу между требуемым значением на выходе и измеренным. В диапазоне S1 (и пр) у вас измеренное значение меньше требуемого, так что разница положительна, и ее интеграл тоже положителен. Так что вы правы - должно быть наоборот - S1-S3,S5+, S4 и S6-

[Alexander2013]

То есть получается что к моим 20% на проп. звене, интегральная часть будет подгоняться коэффициентом? То есть эта величина по сути безразмерная?

[Слесарь]

может стоит попробовать решить задачу без ПИД ?
Я недавно завершил отладку алгоритма управления мощностью коллекторного электродвигателя СМА, так там есть только пропорциональный метод, и то, только в качестве вспомогательного метода, не основного.
Для желающих высказаться - крутить мотор СМА - как раз плюнуть, аргументы не принимаются, скорее всего вы просто не пробовали.
Считаю что ПИД не всегда единственно правильное решение. Например в случае эл. двигателя СМА, по моему ПИД регулятор вообще не применим.

[Alexander2013]

Запросто, и я думаю вероятность этого у меня будет существенной. Если не трудно, поделитесь алгоритмом.

Но в данный момент меня очень сильно занимает вопрос: как провести инт. часть (3500) к размерности "проценты задания", аналогично как в проп. части: 20% в момент времени Т.

Заранее благодарен.

Сообщение отредактировал Alexander2013 - Aug 7 2013, 10:08

[Слесарь]

Запросто, и я думаю вероятность этого у меня будет существенной. Если не трудно, поделитесь алгоритмом.

Там белье хаотичным образом может не только тормозит барабан, но и подгонять, в зависимости от нижнего или верхнего положения. Нагрузка может изменяться в зависимости от погруженности барабана в воду. Плюс, большая инертность системы. Еще необходимо поддерживать частоту вращения на уровне 1/60 (20 об/мин) от максимальной (1200 об/мин) частоты вращения, практически на грани остановок электромотора. Причем регулятор должен обеспечивать весь диапазон регулирования.

Там у меня три метода: Расчет средней мощности за один...два оборота барабана. Пропорциональная коррекция мощности относительно средней мощности каждые 1/13 части от одного оборота барабана. При достижении 100 об/мин, когда инертность системы сводит на нет необходимость первых методов, регулирование производится методом подбора уровня мощности в зависимости от заданной частоты вращения простым инкрементом/декрементом значения PWM раз в секунду в зависимости от недостатка или превышения реальной частоты вращения от установленной.

[Alexander2013]

Спасибо, буду раздумывать над разными методами.


И все-таки повторю вопрос по интегратору.
Как привести инт. часть (3500) к размерности "проценты задания", аналогично как в проп. части: 20% в момент времени Т?

[Tanya]

Как привести инт. часть (3500) к размерности "проценты задания", аналогично как в проп. части: 20% в момент времени Т?

Поделить на постоянную времени интегрирования.

[XVR]

И все-таки повторю вопрос по интегратору.
Как привести инт. часть (3500) к размерности "проценты задания", аналогично как в проп. части: 20% в момент времени Т?

В ПИД регуляторе надо настраивать все 3 коэффициента. И их значения зависят от регулируемой системы. Посмотрите тут например

[Alexander2013]

Спасибо всем Вам.

Я сейчас задам вопрос, от которого вам наверное будет очень смешно, только прошу, не надо отправлять в гугл и википедию , прошу, не надо

Вопрос: что такое постоянная времени интегрирования, и как ее рассчитать?

[Tanya]

, не надо отправлять в гугл и википедию , прошу, не надо

Отчего же не послать, если надо?
Ведь иначе последует вопрос о постоянной времени дифференцирования и о коэффициенте пропорциональности.
Их иногда определяют экспериментально. И это даже кое-где уже написано.

[Alexander2013]

Да, последует.
Про эксперементальное определение я наслышан, ФИЗИЧЕСКИЙ смысл постоянных времени интегрирования и дифференцирования бы увидеть. На примере моего корявого графика в идеале.

[Мартин]

Им разве еще пользуются?

[Alexander2013]

Можете предложить что-то более эффективное?

На самом деле, почитал, побегал по темам, в целом с чего начинать уяснил. Сейчас просто сижу, жду железо для экспериментов. Поэтому вопросов пока не задаю

Сообщение отредактировал Alexander2013 - Sep 4 2013, 11:20

[kan35]

Постоянная времени интегрирования это время между отсчетами. То время, так которое сигнал меняется не значительно. Как то так...
Вообще говоря столкнулся с ПИД этим летом и понял, что не для всех процессов он годен.
ПИД работает там, где природа объекта всегда одинакова. Если природа меняется, то все идет к черту. У меня был пресс, который сжимал различные поглатители. На один настроил, с другим перестал работать и наоборот. В итоге решили проблему совсем с другой стороны.
Скажите с чем вы боретесь.

[Tarbal]

Своими словами:

Пропорциональная часть. Ваше устройство автоматического регулирования видит ошибку и стремится ее исправить, применяя воздействие вызывающее движение в направлении к идеальному положению.

Дифференциальная часть. Однако если устройство автоматического регулирования слишком резвое, то оно за мгновение до исправления ошибки, будет вкладывать всю мощь механизма управления и в результате идеальная позиция будет пройдена. В принципе можно колебаться бесконечно долго или даже с нарастающей амплитудой. Для устранения этого неудобства надо к сигналу ошибки добавить информацию о скорости, чтобы при приближении к желаемой позиции система сбрасывала темп.


Интегральная часть. Вот наша система подошла к идеальной позиции близко, но не совсем точно. Например ошибка ниже разрешения нашего измерителя. Значит надо накопить ошибку за много измерений и подправить в момент, когда сумма станет заметна нашей системе.

[Alexander2013]

На один настроил, с другим перестал работать и наоборот. В итоге решили проблему совсем с другой стороны.
Скажите с чем вы боретесь.

Борюсь со следующим: есть исполнительное устройство (гидроцилиндр), это исполнительное устройство (шток г/ц разумеется) необходимо подвести к объекту, который постоянно "ускользает", управление г/ц - пропорциональное. Повторяемости, сразу скажу, нет. Объект может "ускользать" медленно, быстро, на миллиметр, на сантиметр, совершенно хаотично.
Многие советуют вообще решать вопрос при помощи позиционного управления, с разбивкой по зонам с разными скоростями.
Не могу пока ничего сказать, железа нету, пробовать пока не на чем